автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.16, диссертация на тему:Исследование динамических погрешностей информационно-измерительных каналов в системах автоматического управления по косвенным показателям

^ На правах рукописи

Я

Шевчук Валерий Петрович

ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ПОГРЕШНОСТЕЙ ШФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ КАНАЛОВ В СИСТЕМАХ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПО КОСВЕННЫМ ПОКАЗАТЕЛЯМ

зециальность: 05.11.16.-Информационно-измерительные

системы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Санкт-Петербург - 1995

Работа выполнена в Волжском филиале Волгоградского государственного технического университета.

Официальные оппоненты :

доктор технических наук профессор Исмаилов Ш.КЦ доктор технических наук профессор Цветков Э.И., доктор технических наук профессор Муха Ю.П.

Ведущее предприятие - Институт проблем управления Российской

Академии Наук

Защита состоится С?Л 1995 г. в час на

заседании диссертационного совета Д 063.36.02 Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета им.В.И.Ульянова (Ленина) по адресу:197376, Санкт-Петербург,ул.Проф.Попова,5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан ^ЯЛО/^/У!^ 1995 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Исаков А.Б.

- 1 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ. Современное производство характеризуется крупномасштабностью и многотоннажностью .входящих в его состав установок и аппаратов. Технологические процессы таких производств имеют большое количество параметров контролируемых в реальном масштабе времени и поэтому обеспечение качества продукции и эффективности производства в целом возможно только при использовании в процессе управления косвенных обобщенных показателей. Необходимость управления современными технологическими процессами по косвенным обобщенным показателям ставит проблемы рациональной обработки и качественного анализа текущей информации , которые можно решить путем создания эффективных ИИС , входящих в автоматизированные системы управления как составные" части информационных подсистем. Особенностями таких ИИС являются многоканальность и параллельность приема .передачи и первичной обработки информации с объекта управления, а главной целью - обеспечение работоспособности алгоритмов управления . При атом проблема обеспечения алгоритмов управления эффективной информацией имеет два основных направления развития:

-синтез аппаратных информационно-измерительных систем ( ИИС ),основной целью которого является создание приборов контроля косвенных обобщенных параметров для использования их в контурах автоматического регулирования;

- синтез программно-аппаратных (процессорных) ИИС,основной целью которого является создание алгоритмов и программ обработки измерительной информации для функционирования в составе информационных подсистем автоматизированных систем управления. При этом вопросы количественной оценки метрологических характеристик и тех и других информационно-измерительных систем выдвигаются на передний план.

Современное развитие теории и практики построения автоматизированных систем управления технологическими процессами диктует проектировщикам применение микропроцессоров,контроллеров и микро-ЭВМ на их основе в качестве основных технических средств для реализации алгоритмов управления . В связи с этим проектирование программно-аппаратных ИИС приобретает

первостепенное значение , а вместе с ним приоритет актуальности приобретают задачи анализа и синтеза программно-алгоритмического обеспечения и количественная оценка метрологических качеств этих ИИС.

В области проектирования программно- алгоритмического обеспечения процессорных ИИС основной сложностью является не адекватность допущений , при которых проектируется ИИС, условиям реальной эксплуатации алгоритмов управления. Кроме того, характерной особенностью ИИС, предназначенных для обслуживания алгоритмов управления технологическими процессами является отличие структуры сбора и переработки первичной информации для входных и выходных параметров объекта управления,связанное со специфической общей чертой промышленных технологических объектов- наличием существенных динамических связей, игнорирование которых приводит к появлению отказов в работе многих алгоритмов управления.

Решение указанных задач возможно только при широком применении имитационного моделирования для проектирования ИИС, использование которого требует создания математических моделей как информационно-измерительных каналов обработки информации так и моделей воздействий внешней среды на работоспособность алгоритмов управления.

В области метрологического обеспечения программно-аппаратных ИИС основная проблема заключается в количественной оценке основных режимных параметров отдельных каналов обработки информации, а также технических характеристик информационно-измерительной системы в целом и, в первую очередь .метрологических качеств обработки косвенно измеренной информации .поступающей в алгоритм управления для принятия решения об изменении управляющих воздействий.

Обычно при оценке метрологических качеств рассматриваемых ИИС ограничиваются применением методов, в которых учитывается лишь погрешность дискретного представления непрерывной функции при выбранном способе восстановления,опуская при этом тот факт .что в реальных информационно-измерительных системах обработки информации между операциями дискретного отбора и операциями восстановления находятся множество других операций , в том числе нелинейные элементы и динамические звенья.Это приводит к тому,что .казалось бы, правильно проектируемая автоматизированная система

управления на практике оказывается не работоспособной из-за неправильно принятых компромиссов при проектировании ШС для нее.

Отсутствие теоретического анализа приемов и методов проектирования алгоритмического обеспечения информационно-измерительных систем обработки информации,предназначенных для обслуживания алгоритмов управления автоматизированных систем, отсутствие количественно обоснованных приемов и методы расчета метрологических характеристик таких ШС, а также отсутствие теоретического анализа влияния метрологических характеристик информационно-измерительных систем на работоспособность алгоритмов управления .использующих косвенные показатели работы технологического процесса, подтверждают актуальность Еыбранного направления исследования и важность полученных результатов для практического использования при проектировании систем управления.

Таким образом,разработка основ теории .приемов и методов проектирования информационно-измерительных систем с программно-аппаратными информационно-измерительными каналами,содержащими линейные и нелинейные элементы,а также разработка количественно обоснованных методов оценки влияния метрологических характеристик спроектированной ЛИС на работоспособность алгоритмов управления является теоретическим обобщением и решением сложной научной проблемы .имеющей важное народнохозяйственное значение.

Поставленная проблема решалась в рамках: - выполнения задания 01.36 ( "Создать систему автоматизированного проектирования резино-технических изделий.") по проблеме 0.80.03. научно-технической программы ГКНТ СМ СССР на 1986-:- 1990 г.г.; -выполнения задания 05 ("Создание нового автоматизированного процесса получения хлора и каустической соды.") проблемы 0.10.03. по постановлению ГКНТ СМ СССР N 480 от 26.11.76 г.; -планов НИР ВП0"Союзрезинотехника" Министерства нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности СССР (приказы N 327 от 16.05.77 г., N 711-104 от 04.09.84 г.); -хозяйственных договоров с промышленными предприятиями и заказов-нарядов, финансируемых из Единого фонда развития науки и техники ( государственной регистрации 68132522, 76094290,

01828047546, 01850060014,01830055327, 01850060015, 01830055328.).

Предмет исследования. Алгоритмическое и метрологическое обеспечение информационно-измерительных систем с

программно-аппаратной структурой обработки информации,ориентированное на снабжение алгоритмов управления достоверной и эффективной информацией и информационные процессы е таких системах.

Сложные нелинейные ИИС, предназначенные для определения косвенных обобщенных показателей, а так же методы анализа работоспособности алгоритмов управления .использующих такие показатели.

Математические модели информационно-измерительных структур обработки информации и методы прогнозирования погрешностей обработки информации в сложных системах обработки данных косвенных измерений.

Цель работы. Разработка теоретических принципов, математических моделей и практических методов автоматизированного проектирования оптимальных информационно-измерительных систем косвенного измерения обобщенных показателей .используемых алгоритмами для оптимального управления технологическими процессами , а также разработка программно-технических устройств для их реализации.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

-разработать комплекс методик проектирования

информационно-измерительных систем для косвенного измерения обобщенных показателей,ориентированных на программную реализацию информационно-измерительной структуры' обработки первичной информации;

-разработать математическую модель информационно-измерительного канала, которая учитывала бы принципы дискретно-непрерывной обработки измерительной информации в алгоритмах управления по косвенным показателям;

-разработать методику имитационного моделирования

информационно-измерительного канала обработки информации для исследования метрологических характеристик сложных информационно-измерительных систем ;

-исследовать метрологические характеристики типовых линейных и нелинейных информационно-измерительных каналов, а также каналов обработки данных содержащих динамические преобразователи и являющихся составной частью систем прямого цифрового регулирования;

- Б -

-разработать теорию и методы синтеза типовых алгоритмов обработки информации,функционирующих в составе процессорных ИИС;

-разработать специализированные информационно- измерительные системы для управления технологическими процессами и исследовать их метрологические качества.

Методы исследования. В основу исследований положены теория информации,теория случайных процессов,теория измерений и теория автоматического управления.

В качестве методологической основы работы использовались методы теории вероятностей, методы нелинейного программирования и методы имитационного моделирования на ЭВМ.

Научная новизна выполненных исследований заключается в следующем:

1. Предложен критерий качества процессорных ИИС предназначенных для обслуживания алгоритмов управления по косвенным обобщенным показателям, который отражает свойства проектируемой ИИС необходимые для обеспечения работоспорсобности алгоритмов¡критерий положен в основу количественной оценки метрологических качеств исследуемых ШС , а также в основу методики прогнозирования работоспособности алгоритмов управления;

2. Предложен блочно-модульный подход к системному проектированию программно-аппаратных информационно-измерительных систем, обеспечивающих информацией алгоритмы управления по косвенным обобщенным показателям и разработан типовой алгоритмический модуль сбора и первичной обработки информации,предназначенный для реализации информационно-измерительных систем в управляющих комплексах; модуль содержит наиболее полный набор алгоритмов обработки информации .позволяет проводить обработку как входных так и выходных параметров объекта управления,а также позволяет компоновать информационные подсистемы управляющих комплексов любой сложности;

3.Проведено теоретическое исследование свойств дискретно-непрерывной обработки измерительной информации , на основе которого разработана математическая модель формирования погрешностей в процессорном информационно-измерительном канале ; математическая модель положена в основу исследования метрологических характеристик рассматриваемых в работе процессорных ИИС и используется для решения задач синтеза оптимальных алгоритмов обработки информации ;

4.Предложены математические модели и расчетные соотношения для исследования динамических погрешностей типовых безинерционных ИИК , содержащих линейные и нелинейные операции обработки данных; результаты исследований полажены в основу разработанной методики расчета режимных параметров программно-аппаратных ИИС;

Б.Исследованы метрологические характеристики ИИК,которые содержат динамические преобразования данных , в том числе находящиеся в контурах' обратной связи систем прямого цифрового регулирования¡результаты исследований положены в основу разработанных методик расчетов процессорных ИИС соответствующего типа;

6. Предложены математические модели и соотношения, полученные на их основе , которые используются в качестве критериев для синтеза оптимальных алгоритмов обработки измерительной информации;

7.Разработан ряд устройств для автоматического управления технологическими процессами химической,нефтехимической .нефтеперерабатывающей промышленностей; исследованы метрологические характеристики ИИС, которые являются составной частью этих устройств и предназначены для косвенного определения обобщенных показателей технологического процесса таких как интенсивность горения, количество тепла,себестоимость и др.

Практическая ценность. Результаты работы в целом являются теоретической осноеой для создания программного обеспечения систем автоматизированного проектирования информационно-измерительных систем предназначенных для обслуживания алгоритмов управления , которые используют при выработке управляющих воздействий информацию о текущих изменениях сложных обобщенных показателей. При этом наибольшую практическую ценность представляют:

1. методики расчётов режимных параметров программно-аппаратных информационно-измерительных каналов и информационно-измерительных систем на их основе .учитывающие особенности алгоритмического обеспечения автоматизированной системы управления и особенности обработки информации в дискретно-непрерывных системах обработки данных;

2.методика имитационного моделирования процессорного информационно-измерительного канала,применение которой позволяет создавать программы обеспечивающие имитацию функционирования как

отдельных алгоритмов обработки информации, так и ИИС в целом в условиях наиболее приближенных к реальным, то есть в условиях действия случайных помех и дрейфа характеристик.

3. пакет прикладных программ для автоматизированного проектирования процессорных. ИИС состоящий из программ, которые реализуют математические модели для исследованния метрологических характеристик информационно-измерительных каналов , выражения и соотношения для синтеза оптимальных алгоритмов процессорных ИИС,типовой программно -алгоритмический модуль сбора и обработки информации ,а также необходимые для автоматизированного проектирования базы знаний и данных;

4.метрологические характеристики, полученные при исследовании рассматриваемых в работе информационно-измерительных систем, оформлены в виде расчетных соотношений и таблиц, что облегчает процесс включения результатов исследования в различные базы знаний и банки данных, а также обеспечивает простоту применения и использования этой информации при автоматизированном проектировании систем управления;

5.методика прогнозирования работоспособности алгоритмов управления,использующая разработанные в работе типовые информационно-измерительные системы ; методика расчета программно-аппаратных ИИС с обратными связями и тесно связанный с ней метод расчета параметров корректирующих устройств, находящихся в обратных связях ИИС.

Реализация работ ы. Полученные научные результаты в виде методик, программных и технических средств использованы при создании ряда информационно-измерительных систем для промышленных автоматизированных систем управления технологическими процессами. Среди них:

1)Информационно-измерит8льная система для косвенного измерения степени насыщения абсорбента легла в основу устройства для автоматического управления процессом абсорбции и десорбции .внедренного на заводах синтетического каучука в городах Волжском, Тольятти и Чайковском.Устройство защищено авторскими свидетельствами 736418 и 1364357;

2)Информационно-измерительная система косвенного измерения интенсивности горения легла в основу устройства для автоматического управления процессом регенерации катализатора в производстве термического разложения диметшщиоксана на Волжском заго-

де синтетического каучука. Устройство защищено авторскими свидетельствами 806099 и 589013 ;

3)Информационно-измерительная система косвенного измерения величины производной и составляющих градиента легли в основу устройств для автоматического управления процессами подготовки сырья и диафрагменного электролиза в хлорном производстве, которые использованы в институте " Г0СНИИХЛ0РПР0ЕКТ " при проектировании заводов в г. Зима и г.Яван. Устройства защищены авторскими свидетельствами 691113 И 724604 ;

4)Алгоритмы и программы для синтеза информационно-измерительных каналов послужили основой для разработки автоматизированного рабочего места технолога в производстве ревино-технических изделий. Автоматизированное рабочее место технолога внедрено на 6 заводах РТИ ВПО "Союзрезинотехника" министерства нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности ( г.Волжский, г.Балаково, г.Ярославль, г.Черкесск, г.Свердловск,г.Москва);

5)Методика имитационного моделирования использована институтом ВНИКТИРП (г. Волжский) для создания САПР РТИ .институтом "ЭНЕРГОЖИЖНДУСТРПРОЕКТ" (г. Волжский) и НПО "Нефтехимавтоматика" (г. Волгоград) при проектировании АСУ ТП .

Суммарный экономический эффект от внедрения разработок составляет 430 тысяч рублей (в ценах 1980 -:- 1990 ).

Теоретические материалы диссертации,а также алгоритмы и программы используются в учебном процессе Волжского филиала Волгоградского государственного технического университета е лекционных и практических занятиях по курсам "ЭВМ в системах управления " , "Теория автоматического управления" и "Проектирование и монтаж систем управления".

Апробация. Основные результаты диссертации докладывались и обсуэдались на Всесоюзной научно-технической конференции "Повышение эффективности и качества продукции на базе разЕития распределенных систем управления и применения микропроцессорных устройств" (г. Чебоксары, 1978 г.), Всесоюзном научно-техническом совещании "Проблемы развития,совершенствования и повышения эффективности АСУП и оргпроектоЕ в тракторном и сельскохозяйственном машиностроении " (г. Волгоград, 1983 г.), научно-практической конференции " Проблемы автоматизации управления производством и технологическими процессами " ( г.Волгоград , 1986 г.) , Всесоюзной конференции по автоматизации проектирования систем

планирования и управления (г. Звенигород, 1987 г.) , III Всесоюзной научно-технической конференции " Методы синтеза типовых модульных систем обработки данных "(г.Кишинев, 1988 г.) , первой Всесоюзной школе-семинаре молодых специалистов и ученых " Современное состояние теории и разработки программного обеспечения систем управления с ЭВМ " ( г.Самарканд , 1990 г.) , IV Всероссийской научной конференции "Динамика процессов и аппаратов химической технологии" (г.Ярославль,окт.,1994 г.).

Материалы диссертации рассматривались и обсуждались на : секциях автоматизации научно-технического совета МНХП СССР (Рязань, 1983, Бобруйск 1985 ); семинаре "Проблемы и перспективное использование персонально профессиональных ЭВМ и микропроцессоров ( г.Волгоград,1987 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 42 печатные работы, включая четыре.тематических обзора-брошюры, семь авторских свидетельств, четыре учебных пособия .

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения,семи глав, заключения , списка литературы, включающего 126 наименований , 7 приложений. Основная часть диссертации изложена на 299 страницах машинописного текста. Работа содержит 23 рисунка, 30 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении показана актуальность темы диссертации, проведен краткий анализ места и роли систем обработки измерительной информации в управляющих комплексах, предназначенных для автоматизированного управления технологическими процессами по косвенным обобщенным показателям, определены цели и задачи исследований,выделены новые научные и практические результаты .выносимые на защиту ,а также представлена структура и краткое содержание диссертации.

В первой главе проводится анализ информационных процессов в системах автоматического управления по косвенным обобщенным показателям, а так же анализ особенностей информационно-измерительных систем обеспечивающих работоспособность алгоритмов управления.

Среди анализируемых в главе ИИС, защищенные авторскими свидетельствами и внедренные в производстве: ИИС для косвенного

измерения интенсивности горения (а. с. 806099); ИИС для косвенного измерения степени насыщения абсорбента (а.с.736418); ИИС для косвенного измерения себестоимости продукта (а.с.724604 ); ИИС для косвенного измерения количества выделяемого тепла при горении (а.с.589013 ); ИИС для косвенного измерения производной от технологического параметра (а.с.691183 ); ИИС для косвенного измерения градиента (а. с.724604 ); ИИС для косвенного измерения материального баланса (а.с.1364357 ).

На основе анализа работоспособности и эффективности работы алгоритмов управления современных автоматизированных систем управления, методов сбора и первичной обработки информации, необходимой для обеспечения работоспособности этих алгоритмов и систем управления в целом выявлены:

- роль и назначение информационно-измерительных систем в управляющих комплексах при управлении по косвенным параметрам;

- требования,выдвигаемые такими управляющими комплексами к системам сбора и обработки информации от технологического объекта;

- общие принципы и особенности функционирования ИИС в управляющих комплексах;

- природа и механизмы елияния ИИС на работоспособность алгоритмов управления;

- необходимость применения вычислительной техники для реализации систем обработки информации при управлении по косвенным и обобщенным показателям.

Анализ структуры разработанных ИИС позволил сформулировать общие требования к информационно-измерительным

системам,обслуживающим алгоритмы управления по косвенным показателям, подчеркнуть целесообразность применения

программно-аппаратных структур обработки измерительной информаций и обосновать необходимость совместного создания алгоритмов управления и информационно-измерительной системы для ее обслуживания.

Анализ причин формирования погрешностей, вызывающих потерю работоспособности алгоритмов управления позволил сформулировать требования к характеристикам погрешностей информационно-измерительных систем,свойственных программно-аппаратным ИИС и выдвинуть на первый план такие характеристики ИИС как быстродействие и динамическую погрешность.

Анализ метрологических характеристик информационно-измери-

тельных систем различных классов позволил выделить ряд особенностей обработки информации в системах управления по косвенным обобщенным показателям позволил так же сформулировать основные требования к информационно-измерительным каналам программно-аппаратных ИИС,выполнение которых обеспечивают работоспособность алгоритмов управления в условиях наиболее приближенных к реальным, то есть в условиях действия помех измерения и дрейфа характеристик управляемого объекта.

Таким образом, п остановка задачи исследования настоящей диссертационной работы формулируется и обуславливается следующими основными и необходимыми этапами проектирования оптимальных информационно-измерительных систем обработки информации для управляющих комплексов использующих алгоритмы управления по косвенным показателям:

1) анализ общих принципов и выявление общих закономерностей обработки информации в процессорных информационно-измерительных системах, предназначенных для обеспечения информацией алгоритмов управления, разработка структуры алгоритмического обеспечения для реализации *аких ИИС и выбор критерия оптимальности рассматриваемых ИИС, который учитывал бы принадлежность проектируемой ИИС к системе автоматического управления экстремальным объектом,то есть учитывал не только ее измерительные способности , но и был бы способен оценить качество информации необходимой для поддержания работоспособности алгоритмов управления;

2) составление математического описания закономерностей и механизмов возникновения ошибок при программно-аппаратном способе обработки измерительной информации с учетом случайной природы их происхождения и наличия эффектов вносимых вычислительной техникой;

3) разработка математических моделей, расчетных соотношений и методов для исследования метрологических характеристик процессорных информационно-измерительных каналов реализующих типовые структуры обработки данных;

4) применение разработанных математических моделей и методов для исследования метрологических характеристик линейных, нелинейных и динамических информационно-измерительных систем,обеспечивающих работоспособность алгоритмов управления;'

5) применение разработанных математических моделей и методов

для синтеза оптимальных алгоритмов обработки информации программно-аппаратных ИИС.

Учитывая масштабы развития классической теории оптимальной фильтрации для случайных процессов,рассматривающих ,в основном,задачи в чисто непрерывном варианте, а также учитывая масштабы развития теории цифровой фильтрации,рассматривающей задачи в чисто цифровом варианте,становится очевидным необходимость создания теории и методов для проектирования смешанных непрерывно-дискретных, дискретно-непрерывных и непрерывно-дискретно-непрерывных структур, соответствующих информационно-измерительным каналам в программно-аппаратных ИИС, а так же теоретических основ для решения задач количественной оценки метрологических характеристик отдельных типоеых программно-аппаратных ИИК и распространения этих характеристик на оценки метрологических качеств ИИС.

Во второй главе в соответствии с поставленной задачей для целей составления математического описания автором были изучены и обобщены принципы функционирования информационно-измерительных систем в управляющих комплексах .использующих алгоритмы управления по косвенным показателям. На основе анализа функционирования существующих автоматизированных систем управления технологическими процессами выявлены типовые алгоритмы обработки измерительной информации, которые влияют на точность ИИС. Эти алгоритмы легли в осноеу разработанного типового алгоритмического модуля обработки измерительной информации, с помощью которого могут компоноваться по блочно-модульному принципу информационно-измерительные системы любой сложности, а так же оперативно изменяться структуры отдельных информационно-измерительных систем.Типовой

алгоритмический модуль обработки информации определяет возможность создания информационных каналов для измерения температуры, давления, концентрации, расхода жидкостных и газовых потоков,расхода электроэнергии, пара, хладоагента и сыпучих веществ.

Анализ метрологических характеристик оригинальных информационно-измерительных систем, построенных с помощью разработанного типового модуля обработки информации, позволил утверждать,, что метрологические характеристики ИИС могут быть изучены по, метрологическим характеристикам модуля , если существует критерий по

которому можно комплексно оценить качество всей системы управления в целом.

На основе анализа основных источников возникновения погрешностей в программно-аппаратных каналах обработки информации делается выбор и обоснование такого критерия качества.

Критерий представляет собой оценку дисперсии погрешности идентификации математической модели экстремального объекта с учетом допущения о его линеаризуемости в малом на всем диапазоне изменения управляющего воздействия, выраженную через основные характеристики информационно-измерительной системы и алгоритма управления в следующем Биде:

2 2 2 22 2 22 2 2 (бх+бех) -бп + (бу+6еу)-6Др +(6у+беу)-6П1

6а " -,

2 2 2 (6х+6вх) • (т-2)

2 2 2 2 2 2 2 где 6х,6п,6др,6П1,бу, 6ех ,беу - соответственно,оценка дисперсии входного сигнала, оценка дисперсии помехи выходного параметра объекта, оценка дисперсии дрейфа,оценка дисперсии помехи еходного параметра объекта, оценка дисперсии выходного сигнала объекта и оценки дисперсий погрешности измерения входного и выходного сигналов.

Предлагаемый критерий качества может быть использован как для проведения расчетов с целью прогноза эффективности и работоспособности алгоритмов управления так и для исследования метрологических характеристик ИИС,которые предназначены для обеспечения алгоритмов управления достоверной информацией.

Критерий позволяет, в частности, при известных характеристиках входного сигнала объекта, дрейфа, помех измерения определить один из наиболее важных параметров функционирования рассматриваемых ИИС - быстродействие и необходимый объем Еыборки, обеспечивающие заданную точность идентификации и ,таким образом, результирующую эффективность и работоспособность алгоритма управления.

Кроме того, выбранный критерий качества позволяет количественно оценить результирующую погрешность ИИС в целом по метрологическим характеристикам отдельных информационно- измерительных каналов.

Применение блочно-модульного подхода к проектированию ИИС в управляющих комплексах,а также необходимость использования комплексного критерия оптимальности при проектировании процессорных ИИС делает очевидным важность разработки математической модели процессорного информационно-изменительного канала и построения на ее основе количественно обоснованных методов расчета и проектирования информационно-измерительных каналов как первоочередного и определяющего условия при решении проблемы проектирования программно-аппаратных ИИС в целом.

Можно выделить ряд факторов, определяющих путь решения поставленной задачи. Так, непрерывная природа источников полезной информации,к числу которых относятся и параметры технологического объекта, с одной стороны, и дискретный способ передачи и обработки информации в типовом алгоритмическом модуле,с другой, приводят рассматриваемую задачу в сферу действия общей схемы дискретной передачи непрерывных сообщений.Эта схема, позволяет определить общие аналитические приемы и структуру математического описания канала обработки информации и, вместе с тем, уточнить дополнительные требования к модели,возникающие из-за: отсутствия частоты среза у реальных сигналов, обрабатываемых алгоритмами управления; использование в алгоритмах управления ограниченного набора данных в массиве по сравнению с бесконечным рядом, используемым в классической теории передачи непрерывных сообщений; использования в качестве восстанавливающего элемента в системах обработки информации непосредственной памяти ЭВМ; наличия в реальных структурах обработки информации рассматриваемых ИИС статических и динамических преобразователей,которые размещены между операцией аналого-цифрового преобразования информации (дискретный отбор) и операцией цифро-аналогового преобразования (восстановление непрерывного сигнала),т.е. реализованных программно.

Таким образом ,если сигнал на выходе идеальной информационно-измерительной ' системы обозначить через Yi(t),a сигнал на выходе программной информационно-измерительной системы обозначить как Ys(t), то ошибки,формирующиеся в программной ИИС, вычислятся по формуле:

E(t)-Y2(t) - Yi(t). ( 1 )

Вероятностная природа реальных сигналов делает вполне обоснованным применение теории случайных процессов как основного

аппарата, адекватного задачам обработки информации в ИИС, поэтому, . допуская стационарность и эргодичность- случайных процессов, обрабатываемых в реальных каналах передачи и обработки информации, все метрологические характеристики можно определить, если известна корреляционная функция ошибки:

ке(г)-ж ЕСи-Еа+т)}, (2)

где М - символ математического ожидания, х - время сдвига.

Известно, что выходной сигнал динамической системы связан с входным сигналом посредством интеграла свертки:

Ь(т)-ХОг )-с!г ,

( з )

где Ь(т:) - динамическая характеристика ИИК.

Подстановка выражения ( 3 ) в ( 1 ) и полученных при этом соотношений в ( 2 ) дает выражение для корреляционной функции ошибки в виде:

Ка(т)-

111 (V) -Мм.) -КхОс-у+м.) • С1У • с1|1

о"

СО со

( 4 )

111 (V) -ЬгСц) •КхС'С-у+р.) -сЬ-с1|1 -

о

оо со

II

-ЬгСм-)-КхСс^+мО-сК>-сЗм. +

МуМ^СЦ)

кх (х- У+М.) +Кп (Т-У+р.)

с!^ -сЗц

где 111 (V)- динамическая характеристика эталонного канала; ЬгСм-)- динамическая характеристика процессорного канала; Кх(т:-у+м.)- корреляционная функция входного сигнала; Кп(т-у+р.)- корреляционная функция помехи.

+

Выражение (4) представляет собой математическое описание процесса формирования ошибок обработки информации, которое может быть использовано для исследования динамических погрешностей информационно-измерительных систем в управляющих комплексах.

Основной особенностью предлагаемого математического описания является использование в нем математической модели программно-аппаратного информационно-измерительного канала в виде его Бесовой функции, которая получается в результате свертки весовых характеристик аналого-цифрового преобразователя Ьа(1), весовой функции эталонного преобразователя 111(1:) и весовой функции цифро-аналогового преобразователя Ьу(0: Ьа(Ь) - ми^о^ми Предлагаемые математические модели позволяют решать большой круг задач, связанных с построением информационно-измерительных каналов автоматизированных систем управления по косвенным показателям, в частности проводить: анализ процессов дискретного динамического преобразования реальных непрерывных сигналов;анализ погрешностей измерительной информации, поступающей в алгоритмы управления при выбранной структуре обработки данных; синтез оптимальных алгоритмов обработки данных по критерию минимума дисперсии ошибки обработки информации:

В третьей главе на основе комплексного применения математического аппарата теории измерений, теории автоматического управления, математической модели механизма образования ошибок в Ш.С и математической модели программно-аппаратного ИИК исследованы метрологические характеристики программно-аппаратных информационно-измерительных структур обработки информации .которые содержат только линейные преобразователи. При этом основное внимание уделено исследованию структур наиболее часто используемых при доставке информации в алгоритмы управления современных управляющих комплексов таких как:

- безинерционная - структура .которая не содержит ни одного динамического преобразователя (ни программного, ни аппаратного );

- динамическая - структура , которая содержит хотя бы один, программно реализуемый динамический преобразователь ( фильтр,компенсатор и т.п.);

- композиционная - структура, которая наряду с программными динамическими преобразователями содержит хотя бы один аппаратный

- 17 -

динамический преобразователь (обычно фильтр ).

Безинерционный структура как правило содержит только последовательное соединение статических преобразователей и поэтому динамическая характеристика эталонного преобразователя такой структуры может быть описана выражением:

1ц (Ь) - А-В(Ю. ( 5 )

где 6(1) - единичный импульс,А - чувствительность датчика.

Программно-аппаратная структура обработки информации в управляющих комплексах дополнительно содержит аналого-цифровой преобразователь и цифро-аналоговый преобразователь .обычно, нулевого порядка, соединенные последовательно. В этих условиях динамическая характеристика преобразователя, реализующего программно-аппаратную структуру обработки данных будет сверткой вида:

мю - Ьа(Ь)*н1а)^а), (б)

где Ьа(1) - динамическая характеристика АЦП, - динамическая

характеристика ЦАП , ^(1:) - динамическая характеристика эталонного преобразователя.

Известно,что динамические характеристики АЦП и ЦАП могут быть описаны единичным импульсом вида:

-1

Т3 при О Ь < Т3 ьа) - ( 7 )

О вне интервала,

где Тэ- период опроса датчика для АЦП или период выдачи управляющего воздействия для ЦАП.

Подстановка динамических характеристик ( 7 ), в ( 6 ), а полученных при этом динамических характеристик Ь2(Ь) и ¡11(1;) в математическую модель (4) информационно-измерительного канала, дает расчетное соотношение для оценки относительной погрешности обработки информации безинерционным каналом без учета влияния помех измерения:

2

бе 2 1

8 ---2А-С 1---(1 - ЕХР(-я-Т3)) ] ( 8 )

2 «Т3

бх

' 2 2

где 6е,6х - соответственно дисперсии ошибки и измеряемого сигнала, а - скорость изменения обрабатываемого сигнала.

Математическая модель (8) позволяет исследовать погрешность обработки информации , поступающей в алгоритмы управления при условии , что среди алгоритмов обработки информации нет динамических преобразователей , а также отсутствует помеха измерения.Кроме того, математическая модель используется для проектирования оптимальных безынерционных каналов обработки информации как критерий оптимальности в задаче параметрического синтеза. Адекватность модели проверяется имитационным моделированием рассматриваемого канала обработки информации на ЭВМ. Результаты проверки на адекватность приведены в таблицах как зависимости погрешности от таких параметров системы обработки информации как скорость изменения сигнала, период опроса датчика, амплитуда сигнала'.

Однако реальная измерительная информация всегда подвержена влиянию различных шумов и помех. В частном, но распространенном случае, , когда источником шума является помеха измерения и, следовательно, источник шума приложен ко входу информационно-измерительной системы,а помеха представляет собой случайный процесс с экспоненциальной корреляционной функцией, соотношение для относительной погрешности обработки информации при безинерционной структуре обработки будет иметь вид: 2

бе 2 Э .

8---2А [1 + - (1- ЕХР(-3-а-Т3)) - (10)

2 В-«-Т3

бх

1

-- (1- ЕХР(-8-й-Т3))],

е-а-Тз

где Б - уровень помехи, 2 - быстродействие помехи.

При исследовании метрологических характеристик динамических структур обработки информации , в основном .рассматривались преобразователи, имеющие стандартные весовые функции.

Полученные при этом соотношения использованы для проверки достоверности разработанной методики имитационного моделирования информационно-измерительных систем, которая была использована автором для исследования динамических погрешностей более сложных структур обработки данных, т.е. таких, для которых математическая модель ( 4 ) не может быть выражена аналитически из-за сложности математических преобразований.

В работе рассматривались и моделировались структуры обработки данных, которые содержат: программные динамические преобразователи первого порядка; аналоговые динамические преобразователи первого порядка; программные динамические преобразователи второго порядка.

Основной целью исследования явилось изучение влияния на относительную погрешность обработки информации таких параметров как постоянная времени динамического преобразователя, уровень помехи, скорость изменения полезного сигнала, скорость изменения помехи, периода опроса датчика,места расположения динамического преобразователя (до или после аналого-цифрового преобразования).

Все результаты расчетов и математического моделирования представлены в виде таблиц. Анализ этих результатов позволил сделать вывод о том, что в информационно-измерительных системах,обслуживающих алгоритмы управления существуют оптимальные режимы обработки информации, которые обеспечивают минимум относительной погрешности обработки данных, поступающих в алгоритм управления от датчиков.Это позволило разработать методику расчета режимных параметров линейных информационно-измерительных систем обслуживающих алгоритмы управления ,а также сформулировать основные требования к применению математической модели информационно-измерительного канала .необходимые для ее применения к задаче синтеза оптимальных алгоритмов обработки данных типового модуля обработки информации в управляющих комплексах.

В четвертой главе предложен подход к использованию разработанных математических моделей и методики имитационного моделирования для исследования метрологических характеристик информационно-измерительных систем, которые содержат нелинейные элементы, преимущественно применяемые для обработки информации в информационно-измерительных подсистемах современных автоматизированных систем управления по косвенным показателям.

Нелинейные информационно-измерительные каналы обработки информации в управляющих комплексах имеют большое применение из-за использования в системах управления датчиков с нелинейными статическими характеристиками, например, сужающих устройств типа диафрагм. Распространены в системах управления термопары и термосопротивления, которые также имеют нелинейные статические характеристики. Многие алгоритмы управления, реализуемые на ЭВМ, используют результаты функционирования нелинейных ИИС для формирования управляющих воздействий. Эти ИИС являются нелинейными потому, что для получения результата косвенного измерения какого либо параметра объекта е их состав входят нелинейные преобразования, такие как умножение или деление входных параметров объекта на выходные параметры и наоборот. В работе исседоваиись наиболее распространенные нелинейности в управляющих комплексах такие как: квадратическая нелинейность,описываемая как корень квадратный из измеряемой величины; полиномиальная нелинейность,описываемая квадратным уравнением;мультипликативная нелинейность.характеризующаяся

произведением двух и более измеряемых величин; дробная нелинейность, описываемая частным от деления двух и более измеряемых величин.

В основу предлагаемого подхода к исследованию метрологических характеристик подобных информационно-измерительных систем положены принципы применения полученных в главе 3 математических моделей к линеаризованным характеристикам исследуемых нелинейных структур обработки данных. Для линеаризации использован метод разложения функции в ряд Тейлора.

Для случая,когда программно-аппаратный информационно-измерительный канал обработки данных является нелинейным,математическая модель формирования относительной погрешности обработки информации будет иметь вид: 2

бе Э 1

8---К-Е1+--(1-ЕХР(-В-«-Т3))---(1-ЕХР(-й-Т3))3,

2 2-В-а-Та с£-Т3

бх

где р - быстродействие помехи, й - скорость сигнала, Мх - окрестность точки линеаризации, К - нормирующий коэффициент, который отражает тип нелинейности в канапе.-

Если информационно-измерительный канал содержит квадратичес-кую нелинейность, нормирующий коэффициент равен: К - 2-А2 / 4-Мх.

В том случае,когда информационно-измерительный канал обработки информации содержит полиномиальную нелинейность, модель образования ошибки имеет тот же вид, только нормирующий коэффициент выразится соотношением:

К - 2-(2-А-Мх + В)2 где А - диапазон шкалы , В - начало шкалы.

В случае обработки полезного сигнала более сложными нелиней-ностями нормирующие коэффициенты усложняются в соответствии с линеаризующим разложением.Так, для мультипликативной обработки Ь сигналов он имеет вид:

I

К - Е 2-1 П А, Мх

1=1 а=1

2 2 / МХ1

где Ах - чувствительность датчика 1- го сигнала, 1- я

координата обобщенной окрестности точки линеаризации.

Если же структура обработки данных содержит дробную нелинейность, то нормирующий коэффициент линеаризации примет вид: 2 2 2 А1-2 АгМх1-2

К

2 2 2 4

А2"МХ2 Ау-МхО где А1,Аг - диапазоны изменения сигналов в числителе и знаменателе, А1,А2 - чувствительность датчиков сигналов в числителе и знаменателе, Мх1,Мх2_окрестности точки линеаризации сигналов в числителе и знаменателе дроби.

На основе анализа результатов исследования метрологических характеристик нелинейных систем обработки информации разработана методика расчета режимных параметров нелинейных ИИС,которая учитывает особенности нелинейных информационно-измерительных структур . обработки данных и тот факт, что во многих случаях нелинейности в ИИС проявляют себя как фильтрующие преобразователи и способствуют повышению работоспособности алгоритмов управления.

Все результаты исследований метрологических характеристик представлены в виде таблиц , удобных для непосредственного прак-

тического применения.

В пятой главе работы представлены ревультаты исследований метрологических характеристик систем прямого цифрового регулирования ,в которых, наряду с типовыми операциями сбора и обработки информации, на систему обработки данных возлагаются операции переработки информации по заранее заданному закону и выдача управляющих воздействий. В основу исследований положена математическая модель процесса формирования погрешностей в программно-аппаратной системе обработки информации (4). При этом динамическая характеристика идеальной обработки информации Ь1(Ъ) принималась равной эквивалентной весовой характеристике замкнутой непрерывной системы автоматического регулирования,а динамическая характеристика программно-аппаратной системы обработки информации ЬгСЬ) принималась равной эквивалентной весовой характеристике замкнутой системы прямого цифрового управления. Методика получения этих весовых характеристик описана в работе на примере применения системы обработки данных, содержащей последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь,пропорциональный закон регулирования и цифро-аналоговый преобразователь.

Основными результатами этого исследования явились:

- математические соотношения для количественной оценки относительной погрешности обработки информации в программно-аппаратной системе обработки информации прямого цифрового регулирования;

- рекомендации для оценки относительной погрешности обработки информации в программно-аппаратной системе при использовании в ней пропорционального закона управления;

-рекомендации для оценки относительной погрешности обработки информации в программна-аппаратной системе при использовании в ней пропорционально-интегрального закона управления;

Расчетные соотношения и таблицы легли в основу методики расчета режимных параметров систем непосредственного цифрового управления .которая позволяет учесть при расчете метрологических характеристик системы обработки информации .параметры объекта управления (коэффициент усиления,постоянная времени ), управляющего закона (настроечные коэффициенты ), обрабатываемых полезных сигналов (скорость изменения сигнала,дисперсия сигнала ),помех измерения (уровень шума,скорость изменения ) и параметры системы обработки информации в целом (период опроса

датчиков,периода выдачи управляющей информации,объема накопления информации ). Кроме того,по методике можно оценить объемы вычислительных мощностей для реализации конкретной системы прямого цифрового регулирования.

В шестой главе при использовании классической схемы образования погрешности в программно-аппаратной информационно-измерительной системе обработки информации и математической модели образования погрешностей в ней получены математические модели,при помощи которых решены задачи синтеза оптимальных алгоритмов обработки информации в программно-аппаратных ИИС . Особенно актуальным является возможность синтеза оптимальных алгоритмов динамической обработки информации - таких, как алгоритм цифровой фильтрации и алгоритм компенсации динамических связей .

Критерием оптимальности задачи синтеза цифровых фильтров выбрана математическая модель формирования относительной погрешности обработки информации,полученная для случая,когда канал идеальной обработки информации не содержит никаких элементов и его весовая характеристика hi(t).согласно обозначениям в математической модели .равна б - функции . После раскрытия математической модели для этого случая задача оптимизации принимает следующий вид:

( _ _ _т

min 8-1- 2-hfRx - hf(Kx + Kn)-hf (11) hf N

E hf(i) - 1 1-0

где Rx - вектор ординат корреляционной функции сигнала, hf -массив весовых коэффициентов синтезируемого фильтра, КХ,КП-корреляционные матрицы сигнала и помехи.

Решением задачи синтеза оптимального фильтра является массив весовых коэффициентов .полученный в результате поиска минимума оптимизационной задачи (11) методом покоординатного поиска .

Критерием оптимальности задачи синтеза компенсаторов динамических связей для программно-аппаратных ЛИС выбрана математическая модель формирования относительной погрешности обработки информации,полученная для случая,когда канал идеальной

обработки информации содержит эталонное динамическое звено и весовая характеристика этого канала hi(t).согласно обозначениям в математической модели .равна весовой характеристике этого звена. После раскрытия математической модели для этого случая задача оптимизации запишется в виде:

_ _Т _ _т _ _т

min 8 - hi-Kx-hi -2-hi-Kx-hk -hk- (Kx + Kn)-hi< hk

M (12)

E hk(i) - 1 1-0 1

где hi - массив весовых коэффициентов эталонного преобразователя, hk - массив весовых коэффициентов синтезируемого компенсатора.

Решением задачи синтеза оптимального компенсатора является массив весовых коэффициентов .полученный в результате поиска минимума оптимизационной задачи (12) методом покоординатного поиска .

В управляющих комплексах .использующих алгоритмы управления по косвенным показателям часто применяются ИИС, которые предназначены для косвенного измерения обобщенных выходных параметров объекта,представляющих собой произведение нескольких прямо измеряемых выходных параметров.

Y(t)- Zi(t) -Z2(t) •... -Zi (t) •... -ZN(t), где Y(t) - косвенно измеряемая величина, Zj(t)- сигналы с датчиков на выходе объекта управления.

Известно, что все выходные параметры объекта Zi(t) связаны с входным управляющим параметром соотношением:

w

Zi(t)- ki

hi(T) X(t-t) dt + ki-Mx

о

где ХСсЧ) - сигнал с датчика на входе объекта, к! - коэффициенты усиления по отдельным каналам, ^(т)- динамические характеристики по отдельным каналам, Мх - математическое ожидание входного сигнала.

Если допустить стационарность случайного сигнала Х(1:),и тем самым принять, что все центральные моменты порядка выше второго равны нулю , то соотношение для синтеза динамических

компенсаторов, входящих в состав программно-аппаратной ИИС рассматриваемого класса принимает вид:

N

N-1 г-] N _ Ьк - Мх • I | кз• Е .

1-1

Соотношение имеет большое значение для практических расчетов и существенно снижает трудоемкость синтеза канатов обработки информации в ИИС для сложных косвенных измерений.

В седьмой главе на основе анализа результатов проделанной работы представлена совокупность методик использование которых позволяет проектировать оптимальные (с точки зрения обеспечения работоспособности алгоритма управления) информационно-измерительные системы с программно-аппаратными измерительными каналами.

Среди предложенных в работе методик особую важность представляют методики ориентированные на автоматизированное проектирование отдельных элементов информационно-измерительных систем, предназначенных для обслуживания алгоритмов управления по косвенным обобщенным показателям и среди них: -методика оценки работоспособности алгоритмов управления, по которой проектировщик системы управления , зная множество структур обработки информации в системе может выбрать одну наиболее оптимальную с точки зрения рассматриваемого в работе критерия;

-методика расчёта параметров управляющего комплекса, по которой проектировщик системы управления зная алгоритм управления и структуру обработки информации в ИИС, может выбрать оптимальные параметры функционирования управляющей подсистемы (в первую очередь период нанесения управляющих воздействий); -методика определения параметров,рассматриваемых ШС по которой проектировщик системы управления может выбрать параметры функционирования системы обработки информации при заданной структуре ИИС с учетом требований по быстродействию обработки информации и динамических погрешностей возникающих при программно-аппаратной обработке данных; -методика расчета программно-аппаратных ИИС с обратными связями , по которой проектировщик системы управления, применяя

классические приемы расчета систем автоматического регулирования и, предложенный в работе, метод расчета параметров корректирующих устройств, находящихся в обратных связях ИИС может выбрать параметры функционирования систем прямого цифрового регулирования, использующих программно-аппаратную обработку измерительной информации.

В приложениях приведены описания промышленных систем управления,построенных с применением рассматриваемых в работе методик, результаты исследования достоверности имитационного моделирования, акты внедрения результатов работы, примеры конкретных расчетов, описание алгоритма решения задач синтеза.

Основные результаты и выводы.

В диссертационной работе представлены результаты создания теоретических принципов и методов , на основе которых решена сложная, имеющая важное народнохозяйственное значение, научная проблема проектирования оптимальных программно-аппаратных каналов обработки информации для систем автоматического управления по косвенным показателям.

Совокупность разработанных теоретических положений является обобщением и развитием перспективного направления в приборостроении - автоматизированного проектирования ИИС для управляющих комплексов. При этом впервые решен комплекс следующих теоретических и прикладных задач.

. 1. Построена теория проектирования оптимальных процессорных информационно-измерительных систем с программно-аппаратной структурой обработки информации,основанная на применении комплексного решения совокупности взаимосвязанных задач оптимизации и применения, созданной для этих . целей, математической модели процесса формирования погрешностей в программно-аппаратной информационно-измерительной системе обработки информации.

2.В рамках разработанной теории предложен критерий-качества информационно-измерительной системы, связывающий эфективность ИИС и работоспособность алгоритма управления,сформулированы и решены задачи синтеза оптимальных алгоритмов обработки информации для ИИС, являющихся составной частью сложных управляющих комплексов и

предназначенных для обеспечения алгоритмов управления эффективной информацией.

3. Предложен блочно-модульный подход к системному проектированию программно-аппаратных информационно-измерительных систем в управляющих комплексах.Разработан типовой алгоритмический модуль сбора и первичной обработки информации,предназначенный для реализации информационно-измерительных систем обработки информации в управляющих комплексах. Модуль содержит наиболее полный набор алгоритмов обработки информации и позволяет проводить обработку как входных так и выходных параметров объекта управления,участвующих в выработке управляющих воздействий.

4. Предложены математические модели и исследованы метрологические характеристики каналов обработки информации .содержащих линейные статические и динамические операции обработки данных, в том числе находящихся в обратных связях. На основе использования классических приемов линеаризации сведены к линейным и исследованы метрологические характеристики каналов обработки информации , содержащих типовые нелинейные операции,а также характеристики систем, образующихся в результате нелинейного взаимодействия нескольких каналов обработки данных.

5.Разработан комплекс методик проектирования информационно-измерительных систем, обслуживающих алгоритмы управления в управляющих комплексах,ориентированных на программную реализацию информационно-измерительных систем обработки первичной информации.

Применение разработанных методик при проектировании каналов обработки данных позволяет взаимосвязанно рассматривать эффективность ИИС и работоспособность алгоритмов управления использующих спроектированные информационно-измерительные системы. Разработанные методики проектирования использованы при создании ряда систем для автоматического управления технологическими процессами химической,нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности. В результате повышена степень автоматизации производственных процессов,увеличена точность измерений, улучшено информационное обеспечение процессов управления производством .созданы экономичные и эффективные технические контрольно-измерительные средства по измерению величины производной,составляющих градиента, коэффициентов

математических моделей, степени насыщения вещества, количества выделенного при горении тепла и интенсивности горения.

6. Предложен ряд оригинальных устройств, защищенных авторскими свидетельствами. Исследованы их метрологические и функциональные характеристики. При исследовании широко использовалась разработанная в работе методика имитационного" моделирования информационно-измерительной системы обработки информации, которая позволяет имитировать как работу отдельного алгоритма обработки информации , так и работу ШС е целом в условиях наиболее приближенных к реальным, то есть в условиях действия случайных помех и дрейфа характеристик.

7.Предложенные в работе математические модели и основанные на их применении методики расчетов программно-аппаратных ИИС могут быть применены для проектирования широкого класса систем обработки данных в управляющих комплексах,использующих алгоритмы управления по косвенным показателям.

ОПУБЛИКОВАННЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕШ ДИССЕРТАЦИИ:

1.Шевчук В.П. Автоматизация проектирования и конструирования в производстве РТИ.- М.:ЦНИИТЭНефтехим,1987.-56 с.

2.Шевчук В.П. .Николаенков А.И..Гаврук В.Ф. Методы прогнозирования качества регулирования системами непосредственного цифрового управления.-М:ЦНИИТЭНефтехим,1988.- 64 с.

3.Шевчук В.П. Методы количественной оценки работоспособности и эффективности алгоритмов управления в условиях автоматизированного проектирования АСУ ТП.-М:ЦНИИТЭИНефтехим,1989.- 56 с.

4.Шевчук В.П. Автоматизация проектирования и конструирования резино-технических изделий.- М.:НИИТЗхим,1988.-54 с.

5.Шевчук В.П.,Каблов В.Ф.Использование автоматизированных банков данных для проектирования рецептур://Учеб. пособие.-Вол-гоград,"Волгоградская правда",1988.-112 с.

6.Шевчук В.П.Теория информационных каналов систем управления. Математические основы описания программно-аппаратных каналов обработки информации://Учебное пособие.- Волгоград, ИПК "Царицын" ,1993.-128 с.

7.А.с. N 589013 СССР МКИ Б 05 Б 27/00.Способ управления про-" цессом регенерации катализатора в стационарном слое/Шевчук В.П..Попов В.А..Шевчук Л.Н..Кузнецов В.А..Жирнов Н.Я.-ЗаяЬка

N 2364142/23-26;заявлено 25.05.76;Опубл.25.01.78г.,Бюл. N 3.

8. A.c. N 691183 СССР МКИ Q 05 D 27/00.Устройство для автоматического управления процессом очистки рассола в аппарате с кипящим слоем/Шевчук В.П.,Жаворонков Ю.Н.,Быкое Ю.М..Балашов Л.Н..Рыбоченко Е.С.-Заявка N 2528433/23-26¡заявлено 30.09.77 г.¡Опубл. 15.10.79., Бюл N 38.

Э.Шевчук В.П..Быков Ю.М..Жаворонков Ю.Н..Рыбоченко Е.С..Сперанский И.Ю.О выборе параметров и режимов обработки информации для АСУТП на базе микро-ЭВМ с перестраиваемой структурой.// Вопросы кибернетики.- М.: АН СССР,1978.- Вып.43.-С.176-180.

Ю.Шевчук В.П. .Быков Ю.М. .Жаворонков Ю.Н. .Рыбоченко Е. С.,Сперанский И.Ю.,Максимов А.Б.Расчет характеристик типового комплекта технических средств АСУТП на базе микро-ЭВМ//Тезисы Всесоюз.н-т.конф. "Повышение эффективности и качества продукции на базе развития распределенных систем управления и применения микропроцессорных устройств".-Чебоксары ,1978.- С.4 - 6.

11.Шевчук В.П. .Быков Ю.М..Жаворонков Ю.Н..Рыбоченко Е.С. Метод расчета режимных параметров АСУТП//Межотраслевые вопросы науки и техники:Экспресс.-информ.-М.:Г0СИНТИ, 1978.-N 12,- С.1-4.

12.Шевчук В.П..БалашовЛ.Н..Быков Ю.М..Жаворонков Ю.Н. Алгоритм текущего оптимального управления процессом очистки от взвеси в интенсивных режимах//Хлорная промышленность,1979.-Вып.7. -С. 7-9.

13.Шевчук В. П. Метод расчета подсистемы непосредственного цифрового управления в АСУ ТП//Межотраслевые Еопросы науки и техники: Экспресс-информ.- М.: ГОСИНТИ, 1979.- N 7.- С.1-4.

14.А.с. N 724604 СССР МКИ G 05 D 27/00. Устройство для автоматического управления процессом диафрагменного электролиза/Шевчук В.П. .Быков Ю.М..Жаворонков,Балашов Л.Н..Рыбоченко Е.С. -Заявка N 2646469/23-26;заявлено 13.07.78 г.;-Опубл.30.03.80, Бюл. N 12.

.15. A.c. N 736418 СССР МКИ G 05 D 27/00.Способ автоматического управления процессом абсорбции-десорбции/Шевчук В.П..Ковалева Т.Н.,Ухабин М.М..Веселов А.П..Лебедев С.Н. .Рудковский В.Л., Лупачева H.A. .Парфененкова Л.Р.-Заявка N 2374568/23-26;заявлено 23.06.76 Г.

16.А.с. N 806099 СССР МКИ G 05 D 27/00.Устройство для автоматического управления процессом регенерации катализатора в стационарном слое/Шевчук В.П..Попов В.А..Кузнецов В. А. .Шевчук Л.Н.-

Заявка N 2431043/23-26¡заявлено 20.12.76 г.; Опубл. 23.02.1981, Бюл. N 7 .

17.Шевчук В.П.Определение периода опроса датчиков для ифор-мационных каналов АСУ ТП//Автоматизация и КИП в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. - М:ЦНИИТЭНефтехим, 1981.-Вып.6.-С.8-11.

18.Шевчук В.П..Жаворонков Ю.Н. Некоторые метрологические характеристики композиционных каналов обработки данных в АСУТП// Приборы и системы управления ,1983.- N 10.- С. 12.

19.Шевчук В.П. Метрологические характеристики каналов обработки данных в автоматизированных системах управления/ВНИКТИ резиновой промышленности.-Волжский,1983.-17 с.-Деп. в ЦНИИТЭПрибо-ростроения .ДР 2043пр-Д83.

20.Шевчук В.П..Уточкин Ю.Н.Метод имитационного моделирования в задаче автоматизированного проектирования АСУ. //Тез.докл.Всесоюзного научно-технического совещания " Проблемы развития,совершенствования и повышения эффективности АСУП и оргпроектов в тракторном и сельскохозяйственном машиностроении".-Волгоград,окт. 1983.-Волгоград:ДНТИ,1983.-С.9 - 11.

21.Шевчук В.П. Расчет настроек ПИД регуляторов одноконтурных систем непосредственного цифрового управления//Автоматизация и КИП в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.-М.:ЦНИИТЗЙнефтехим,1983.-Вып.5.-С.19-22.

22.Шевчук В.П.Автоматическая обработка графиков с помощью микро -ЭВМ//Каучук и резина.- М. .-Химия, 1984.- N 8.-С.30-32.

23.Шевчук В.П..Терехова В.И..Чурзина О.И..Уточкин Ю.Н. Количественная оценка эффективности автоматизации научных исследований и САПР в производстве РТИ//Промьшленность СК, шин и РТИ ".-М.:ЦНШТЭИнефтехим , 1984.-ВЫП.4.-С.45-48.

24.Шевчук В.П..Терехова В.И..Чурзина О.И.Архитектура информационной подсистемы САПР в производстве РТИ.//Разработка систем автоматизированного проектирования в проектных организациях Миннефтехимпрома СССР. -М.: ЦНИИТЭНефтехим, 1985. - Вып.45.-С.109-116.

25.Шевчук В.П..Уточкин Ю.Н.Автоматизированное рабочее место технолога-резинщика в общей структуре САПР РТИ.//Тез.докл.конференции "Проблемы автоматизации управления производствами и технологическими процессами".-Волгоград,сент. 1986,- Волгоград : ЦНТИ , 1 986 .- С . 32

26.Шевчук В.П..Кракшин В.М. ,Делаков Е.А..Терехова В.И. Автоматизированное место разработчика рецептуры в производстве РТИ.// Каучук и резина.-М.¡Химия,1987.-N 2.-С.41-43.

27.Шевчук В.П.Система автоматизированного проектирования резиновых технических изделий (САПР РТИ ).// Тез. докл. Всесоюзной конф. по автоматизации проектирования систем планирования и управления.-Звенигород,окт. 1987.-М.: ВИНИТИ,1987.-С.261-253.

28.А.с. N 1364357 СССР МКИ G 05 D 27/00.Устройство для автоматического управления процессом абсорбции-десорбции/Шевчук В.П. .Педченко В.Н..Иванов O.A. .Ухабин М.М.- Опубл. Бюл.М 1,1988 г.

29.Шевчук В.П. Синтез типоеого оптимального модуля обработки данных для информационных каналов АСУ ТП.//Тез.докл. III Всесоюзной науч.-тех. конф."Методы синтеза типовых модульных систем обработки данных". -Кишинев,окт.1988. -М.: ИНФОРМПРЙБОР, 1988. -С.40 -42.

30.Шевчук В.П. Синтез типовых модулей обработки информации для цифровых систем управления.// Тез. докл. Всесоюзного семинара "Современное состояние теории и разработки программного обеспечения систем управления с ЭВМ". -Самарканд, окт. 1990. -М: ГОНТИ-б, 1990.- С.29-30.

31.Шевчук В.П..Семиков A.A. Алгоритм и устройство определения параметров вулканизации на базе ПЭВМ "Агат".//Приборы и системы управления.-М. .-Машиностроение, 1992.-N 2.-С. 28-29.

32.Шевчук В.П. Автоматическое управление технологическими процессами по косвенным показателям.// Тез.докл. IV Всероссийской конф. "Динамика ПАХТ-94",- Ярославль,октябрь 1994.- Ярославль:ЯГ-ТУ.- С.56-57.

Подписано в печать 15.03.95 . Формат 60x84 1/16.Бум.писч. Печ.л. 2,0. Уч.-изд.л. 2,0. Тираж 100 экз. Заказ N И?

400066, Волгоград,ул.Советская ,35. Межвузовский роталринтный участок ВолгГТУ.